WO2015082193A2 - Vorrichtung und verfahren zum entladen eines zwischenkreiskondensators - Google Patents

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Definitions

  • FIG. 1 shows a schematic representation of a voltage converter with a
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a voltage converter 2 with a DC voltage source 23 and a device 1 for discharging a

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Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators in einem Spannungsumrichter. Hierzu wird der Entladevorgang des Zwischenkreiskondensators durch einen Entladeregler derart gesteuert, dass der Zwischenkreiskondensator über eine elektrische Last mit einem vorgegebenen Entladestrom entladen wird. Der Entladestrom ist dabei vorzugsweise über den Entladezeitraum zumindest annähernd konstant. Auf diese Weise kann eine besonders rasche und effiziente Entladung des Zwischenkreiskondensators ermöglicht werden.

Description

Beschreibung Titel
Vorrichtung und Verfahren zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine
Vorrichtung und ein Verfahren zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators in einem Spannungsumrichter.
Stand der Technik
Spannungsumrichter zur Umformung elektrischer Energie sind bekannt. Dabei handelt es sich um leistungselektronische Schaltungen, die bei gleichzeitiger Steuerung eines
Energieflusses eine Eingangsspannung in eine von der Eingangsspannung verschiedene Ausgangsspannung konvertieren. Insbesondere existieren dabei Spannungsumrichter mit einem Gleichspannungs-Zwischenkreis. Zur Stabilisierung der Gleichspannung in diesem Zwischenkreis verfügen diese Spannungsumrichter über einen sogenannten
Zwischenkreiskondensator. Je nach Anwendungsfall liegen in dem Zwischenkreis eines solchen Spannungsumrichters dabei relativ hohe Gleichspannungen an. Beispielsweise kann bei Hybridfahrzeugen oder Fahrzeugen mit einem Elektroantrieb eine Spannung von mehreren hundert Volt in diesem Zwischenkreis auftreten. Aus Gründen der Sicherheit müssen elektrische Netzwerke mit einem solchen Spannungsniveau abschaltbar sein und entladen werden können. In potentiellen Gefahrensituationen muss dabei eine schnelle Entladung der Zwischenkreiskondensatoren gewährleistet sein. Dabei ist es bekannt, den Zwischenkreiskondensator über einen fest angeschlossenen oder gegebenenfalls auch über einen zuschaltbaren Zementwiderstand zu entladen. Auch eine Entladung über einen zuschaltbaren Widerstand mit einem positiven Temperaturkoeffizienten (PTC- Widerstand) ist bekannt.
Die deutsche Patentanmeldung DE 10 2008 010 980 A1 offenbart ein Verfahren zum Entladen eines Hochspannungs-Bordnetzes eines Elektrofahrzeugs. Dabei kann ein elektrischer Energiespeicher, wie beispielsweise ein Zwischenkreiskondensator, auch über einen in dem Elektrofahrzeug vorhandenen elektrischen Verbraucher entladen werden. Gerade in Notsituationen kommt daher einer raschen Entladung der
Zwischenkreiskondensatoren eine große Bedeutung zu. Es besteht daher ein Bedarf nach einer schnellen und möglichst effizienten Entladung von Zwischenkreiskondensatoren in Spannungsumformern.
Offenbarung der Erfindung
Daher schafft die vorliegende Erfindung gemäß einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators in einem Spannungsumrichter, mit einer elektrischen Last; und einem Entladeregler, der dazu ausgelegt ist, den
Zwischenkreiskondensator über die elektrische Last mit einem vorbestimmten
Entladestrom zu entladen. Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators in einem Spannungsumrichter, mit den Schritten des Bereitstellens einer elektrischen Last und eines Entladereglers; und des Entladens des Zwischenkreiskondensators über die bereitgestellte elektrische Last mit einem vorbestimmten Entladestrom durch den Entladeregler.
Vorteile der Erfindung
Gemäß einer der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Idee wird der
Zwischenkreiskondensator in einem Spannungsumrichter mit einem zuvor festgelegten Entladestrom entladen. Dieser zuvor festgelegte Entladestrom kann mittels eines
Entladereglers dabei während des gesamten Entladevorgangs angepasst werden. Auf diese Weise ist es möglich, einem allmählich abklingenden Entladestrom aufgrund der sinkenden Spannung über den Zwischenkreiskondensator entgegenzuwirken und während des gesamten Entladevorgangs den Stromfluss an den vorbestimmten
Entladestrom anzupassen. Die in dem Zwischenkreiskondensator gespeicherte elektrische Energie wird dabei während des Entladevorgangs über einen geeigneten Entladewiderstand beispielsweise in thermische Energie umgewandelt. Grundsätzlich ist es darüber hinaus auch möglich, die elektrische Energie auch ganz oder teilweise in weiteren elektrischen Verbrauchern abzubauen. Durch das Regeln des Entladestroms während des gesamten Entladevorgangs kann dabei eine besonders effiziente und somit auch sehr schnelle Entladung des
Zwischenkreiskondensators erfolgen, ohne dass dabei die elektrische Last, wie beispielsweise ein elektrischer Widerstand oder ähnliches, zu Beginn des
Entladevorgangs aufgrund eines übermäßig hohen Entladestroms überlastet und somit zerstört würde. Andererseits kann durch das Aufrechterhalten des vorbestimmten
Entladestroms während des Entladevorgangs auch im weiteren Verlauf eine sehr hohe und effiziente Entladung des Zwischenkreiskondensators gewährleistet werden. In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zum Entladen eines
Zwischenkreiskondensators ferner einen Gleichspannungswandler, der dazu
ausgelegt ist, eine an dem Zwischenkreiskondensator anliegende Spannung auf ein vorbestimmtes Spannungsniveau zu konvertieren. Vorzugsweise ist dabei das
vorbestimmte Spannungsniveau, auf dem der Gleichspannungswandler die
Spannung des Zwischenkreiskondensators konvertiert, niedriger als die Spannung an dem Zwischenkreiskondensator zu Beginn des Entladevorgangs. Durch einen solchen Gleichspannungswandler ist es möglich, die relativ hohe Spannung über dem Zwischenkreiskondensator auf ein niedrigeres Spannungsniveau
herabzusetzen, so dass die weiteren Bauelemente wie zum Beispiel Entladeregler und elektrische Last nur auf dieses niedrige Spannungsniveau ausgelegt werden müssen. Bauteile für ein solches niedriges Spannungsniveau sind in der Regel sehr gut verfügbar. Darüber hinaus sind solche Bauteile für niedrige Spannungsniveaus in der Regel auch relativ kostengünstig, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators besonders preiswert realisiert werden kann.
In einer Ausführungsform ist der Entladeregler dazu ausgelegt, den
Gleichspannungswandler an einer vorbestimmten Leistungsgrenze zu betreiben.
Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Entladung des
Zwischenkreiskondensators unabhängig von Toleranzen eines Entladewiderstandes stets mit einer optimalen Leistung betrieben wird.
In einer Ausführungsform ist der Gleichspannungswandler ferner dazu ausgelegt, den Zwischenkreiskondensator von dem Entladeregler und der elektrischen Last galvanisch zu trennen. Durch eine solche galvanische Trennung zwischen Entladeschaltung mit elektrischer Last und Entladeregler auf der einen Seite und Zwischenkreiskondensator mit allen weiteren dazugehörigen Komponenten des Spannungsumformers auf der anderen Seite kann somit ein besonders sicherer Aufbau realisiert werden. Darüber hinaus können durch eine solche galvanische Entkopplung auch die Übertragung von Störungen zwischen den beiden Seiten weiter unterdrückt werden.
In einer Ausführungsform ist der Gleichspannungswandler ferner dazu ausgelegt, weitere, von der Entladeschaltung unabhängige Verbraucher zu versorgen.
In einer speziellen Ausführungsform umfasst der Gleichspannungswandler einen
Sperrwandler. Solche Sperrwandler eignen sich besonders gut zur Konvertierung der Spannung an dem Zwischenkreiskondensator auf ein niedrigeres Spannungsniveau für das Entladen des Zwischenkreiskondensators bei gleichzeitiger galvanischer Trennung der beiden Seiten.
In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Mehrzahl von parallel geschalteten Gleichspannungswandlern. Durch eine Parallelschaltung von mehreren
Gleichspannungswandlern kann der Zwischenkreiskondensator besonders schnell und effizient entladen werden, ohne dass dabei ein einzelner Gleichspannungswandler überlastet würde, oder dass eine besonders aufwändige und somit teure Dimensionierung eines einzelnen Gleichspannungswandlers für eine entsprechend hohe Leistung erforderlich wäre.
In einer Ausführungsform umfasst der Entladeregler einen Aktivierungsanschluss, und der Entladeregler ist dazu ausgelegt, basierend auf einem an dem Aktivierungsanschluss anliegenden Signal aktiviert oder deaktiviert zu werden.
In einer Ausführungsform des Verfahrens zum Entladen eines
Zwischenkreiskondensators ist der Entladestrom über den Entladezeitraum zumindest annähernd konstant. Auf diese Weise kann während des gesamten Entladezeitraums der Zwischenkreiskondensator besonders effizient entladen werden.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner einen Schritt zum Konvertieren der Spannung an dem Zwischenkreiskondensator in eine weitere Gleichspannung, wobei der Schritt zum Entladen des Zwischenkreiskondensators den Zwischenkreiskondensator mittels der konvertierten weiteren Spannung entlädt. Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung einen
Spannungsumrichter mit einem Zwischenkreiskondensator und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators. Gemäß noch einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Elektrofahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Spannungsumrichter und einem elektrischen Antrieb, der von dem Spannungsumrichter gespeist wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Ausführungsformen und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigen: Figur 1 : eine schematische Darstellung eines Spannungsumrichters mit einer
Vorrichtung zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Figur 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Entladen eines
Zwischenkreiskondensators gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
Figur 3 eine schematische Darstellung eines Elektrofahrzeugs mit einem
Spannungsumrichter, der eine Vorrichtung zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst; und
Figur 4 eine schematische Darstellung des Ablaufs eines Verfahrens zum
Entladen eines Zwischenkreiskondensators, wie es einem weiteren Ausführungsbeispiel zugrunde liegt.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Spannungsumrichters 2 mit einer DC- Spannungsquelle 23 und einer Vorrichtung 1 zum Entladen eines
Zwischenkreiskondensators. Alternativ ist es auch möglich, an Stelle der DC- Spannungsquelle 23 einen AC-DC-Spannungswandler einzusetzen. Zur Stabilisierung der Gleichspannung im Zwischenkreis der DC-Spannungsquelle 23 verfügt der
Spannungsumformer 2 über einen Zwischenkreiskondensator 20. Zur Vermeidung von Gefahrensituationen kann die Spannungsquelle 23 mittels der Schaltelemente 22 von den restlichen Komponenten des Spannungsumformers 2 getrennt werden. Durch diese Trennung wird die elektrische Energie aus der
Spannungsquelle 23 nicht mehr in die Schaltung des Spannungsumformers 2 eingespeist. Somit wird insbesondere in Notsituationen die bereitgestellte elektrische Energie innerhalb des Spannungsumformers 2 und des damit verbundenen elektrischen Netzes reduziert.
Weiterhin kann der Zwischenkreiskondensator 20 auf Anforderung, beispielsweise in einer Notsituation, durch die Vorrichtung 1 zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators entladen werden. Diese Anforderung kann zum Beispiel über einen Aktivierungsanschluss A der Entladeschaltung 13 erfolgen. Würde hierzu der Zwischenkreiskondensator 20 über einen konventionellen, ohmschen Wderstand ohne weitere Maßnahmen entladen werden, so würde dabei der Entladestrom durch einen solchen ohmschen Widerstand mit sinkender Spannung am Zwischenkreiskondensator 20 kontinuierlich abnehmen. Die Bauelemente und insbesondere der Entladewiderstand müsste dabei jedoch auf den zu Beginn des Entladevorgangs auftretenden maximalen Entladestrom dimensioniert werden. Daher wäre bei dieser konventionellen Entladung über einen rein ohmschen Widerstand ohne weitere Maßnahmen trotz groß dimensionierten Bauelementen mit einer relativ hohen Entladezeit zu rechnen.
Zur Optimierung dieses Entladevorgangs des Zwischenkreiskondensators 20 ist der Zwischenkreiskondensator 20 mit einer Vorrichtung 1 zum Entladen eines
Zwischenkreiskondensators elektrisch verbunden. Hierzu sind die beiden Anschlüsse des Zwischenkreiskondensators 20 entweder direkt oder über Schaltelemente mit der
Vorrichtung 1 zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators verbunden.
Die Vorrichtung 1 zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators umfasst eine
Entladeschaltung 13 und eine elektrische Last 10. Die Entladeschaltung 13 enthält dabei einen Entladeregler 11 , welcher vorzugsweise als Linearregler ausgeführt ist. Der
Entladeregler 1 1 passt dabei den Entladestrom aus dem Zwischenkreiskondensator 20 kontinuierlich auf einen vorbestimmten Entladestrom an. Vorzugsweise wird dabei durch den Entladeregler 11 ein möglichst konstanter Entladestrom aus dem
Zwischenkreiskondensator 20 eingestellt. Alternativ kann der Entladeregler 1 1 den Entladestrom auch so anpassen, dass eine möglichst konstante elektrische Leistung aus dem Zwischenkreiskondensator 20 entnommen wird. In diesem Fall ist eine besonders gleichmäßige Belastung der elektrischen Last 10 während des gesamten
Entladevorgangs möglich.
Der durch den Entladeregler 11 eingestellte Entladestrom aus dem
Zwischenkreiskondensator 20 wird dabei einer elektrischen Last 10 zugeführt. Bei dieser elektrischen Last 10 kann es sich beispielsweise um eine ohmsche Last handeln, die die elektrische Energie in Wärmeenergie umwandelt. Zusätzlich oder alternativ kann die elektrische Energie aus dem Zwischenkreiskondensator 20 auch ganz oder teilweise in Leistungstransistoren abgebaut und in Wärmeenergie umgewandelt werden. In allen Fällen ist dabei auf eine ausreichende Kühlung der verwendeten Bauelemente zu achten, so dass die elektrische Last 10 nicht aufgrund von Überhitzung beschädigt oder zerstört wird. Hierzu können beispielsweise geeignete Kühlelemente an der elektrischen Last 10 und gegebenenfalls auch an dem Entladeregler 11 angeordnet werden.
Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung 1 zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators 20. Zur besseren Übersicht sind in diesem
Ausführungsbeispiel die elektrische Schaltung des Spannungsumformers 2, sowie die Schaltelemente 22 zum Trennen der Spannungsquelle 23 nicht dargestellt.
Die Vorrichtung 1 bzw. die Entladeschaltung 13 zum Entladen eines
Zwischenkreiskondensators umfasst in diesem Ausführungsbeispiel ferner einen
Gleichspannungswandler 12. Dieser Gleichspannungswandler 12 ist an seiner
Eingangsseite mit den beiden Anschlüssen des Zwischenkreiskondensators 20 verbunden. Der Ausgang des Gleichspannungswandlers 12 stellt eine Gleichspannung bereit, die dem Entladeregler 11 zugeführt wird, der seinerseits den Entladevorgang des Zwischenkreiskondensators 20 analog zu dem Ausführungsbeispiel in Figur 1 regelt.
Bei dem Gleichspannungswandler 12 kann es sich grundsätzlich um einen beliebigen Gleichspannungswandler handeln, der dazu ausgestaltet ist, eine
Eingangsgleichspannung von dem Zwischenkreiskondensator 20 in eine
Ausgangsgleichspannung einer vorbestimmten Höhe zu konvertieren. Beispielsweise kann es sich bei dem Gleichspannungswandler 12 um einen Sperrwandler entsprechend dem in Figur 2 dargestellten Beispiel handeln. Ein solcher Sperrwandler ist eine spezielle Bauform eines Gleichspannungswandlers. Er überträgt die elektrische Energie zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite, wobei die Eingangs- und die Ausgangsseite dabei galvanisch voneinander getrennt sind. Auf der Primärseite umfasst ein solcher
Gleichspannungswandler 12 zwischen Eingang und Ausgang zumindest eine in Serie geschaltete Induktivität L1 und ein Schaltelement S1. Die Induktivität L1 auf der
Primärseite ist magnetisch mit der Induktivität L2 der Sekundärseite gekoppelt. Ferner verfügt ein solcher Gleichspannungswandler 12 auf der Sekundärseite über eine Diode D1 sowie gegebenenfalls einen Kondensator C1. Zwischen den beiden Anschlüssen des Kondensators C1 wird die Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers 12 bereitgestellt. Auf diese Weise kann die Vorrichtung 1 zum Entladen eines
Zwischenkreiskondensators mit einer relativ niedrigen und vorzugsweise auch konstanten Gleichspannung betrieben werden. Somit ist es insbesondere möglich, den Entladeregler 1 1 auch mit einer entsprechend niedrigen Betriebsspannung zu betreiben. Dies ermöglicht die Dimensionierung des Entladereglers 11 mit relativ preiswerten und robusten Bauelementen.
Figur 2 zeigt weiterhin eine beispielhafte Ausführungsform für einen Entladeregler 11. Darüber hinaus sind selbstverständlich beliebige weitere Ausführungsformen eines Entladereglers 1 1 möglich, die es erlauben, den Zwischenkreiskondensator 20 mit einem vorbestimmten Entladestrom zu entladen. Insbesondere sind hierzu beliebige
Schaltungsanordnungen für einen Entladeregler 11 möglich, die einen zumindest annähernd konstanten Entladestrom ermöglichen, oder alternativ auch das Entladen des Zwischenkreiskondensators 20 mit einem vorbestimmten, vorzugsweise konstanten Leistungsprofil.
Beispielsweise kann der Entladeregler 11 einen Operationsverstärker OP umfassen, der einen Leistungstransistor S2 ansteuert. Dabei erfolgt die Ansteuerung so, dass die Entladung des Zwischenkreiskondensators 20 mit dem vorbestimmten Entladestrom bzw. dem vorbestimmten Entladestromprofil erfolgt. In dem in Figur 2 dargestellten Beispiel liegen hierbei die Eingänge des Operationsverstärkers OP an einem Spannungsteiler zwischen den beiden Widerständen R2 und R3 und an einem Spannungsteiler zwischen den Widerständen R1 und der Diode D2. Durch geeignete Dimensionierung von R2 und R3 kann erreicht werden, dass der Entladestrom derart geregelt wird, dass die
Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers 12 lastbedingt auf einen
vorbestimmten Wert absinkt und auf diesem vorbestimmten Wert konstant gehalten wird Weist der Gleichspannungswandler 12 beispielsweise eine Strom- und/oder
Leistungsbegrenzung auf, welche die Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers 12 bei zu großen Lastströmen automatisch verringert, kann der Gleichspannungswandler 12 konstant an dieser Strom- und/oder Leistungsbegrenzung betrieben werden. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass eine optimal schnelle Entladung unabhängig von den Toleranzen des Entladewiderstandes 10 erfolgt. Der Entladevorgang kann beispielsweise durch Anlegen eines Steuersignals an dem Anschluss A des Entladereglers 11 initiiert werden. Alternative Varianten zum Aufbau eines Entladereglers 11 sind darüber hinaus ebenso möglich.
Zum Abbau der in dem Zwischenkreiskondensator 20 gespeicherten elektrischen Energie kann die elektrische Energie dabei einer elektrischen Last 10 zugeführt werden. Bei dieser elektrischen Last 10 kann es sich, wie bereits zuvor angeführt, um einen elektrischen Wderstand, beispielsweise einen ohmschen Widerstand handeln.
Insbesondere sind hierbei beispielsweise Zementwiderstände oder ähnliches möglich. Aber auch andere elektrische Verbraucher sind ebenso möglich. Um eine thermische Überhitzung der elektrischen Last 10 zu vermeiden, kann ein geeignetes Kühlelement (nicht dargestellt) an der elektrischen Last 10 angeordnet werden. Ebenso ist
gegebenenfalls ein Kühlelement an dem Entladeregler 11 angeordnet, um auch die bei der Regelung des Entladestroms entstehende Wärme in ausreichendem Maße abzuführen.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 3, beispielsweise eines Hybridfahrzeugs oder eines Fahrzeugs mit einem elektrischen Antrieb, das einen
Spannungsumrichter 2 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel aufweist. Der
Spannungsumrichter 2 wird dabei beispielsweise von einer Batterie 23, insbesondere einer Traktionsbatterie, gespeist. Aus dieser von der Batterie 23 bereitgestellten
Gleichspannung erzeugt der Spannungsumrichter 2 eine ein- oder mehrphasige
Spannung, die einen elektrischen Antrieb 24 speist.
Beim Auftreten einer Notsituation, beispielsweise bei der Detektion eines Unfalls oder ähnliches, kann es erforderlich sein, die hohen Spannungen innerhalb des elektrischen Antriebssystems möglichst rasch abzubauen. Hierzu kann der Zwischenkreiskondensator 20 in dem Spannungsumrichter 2 durch die Vorrichtung 1 zum Entladen eines
Zwischenkreiskondensators entladen werden. Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms, wie es einem Verfahren 100 zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators in einem
Ausführungsbeispiel zugrunde liegt. In einem Schritt 1 10 wird hierzu eine elektrische Last 10 bereitgestellt. Ferner wird ein Entladeregler 11 bereitgestellt, der dazu ausgelegt ist, den Entladestrom während des Entladevorgangs zu regeln.
In Schritt 120 wird der Zwischenkreiskondensator 20 über die bereitgestellte elektrische Last 10 mit einem vorbestimmten Entladestrom entladen. Dabei ist der Entladestrom vorzugsweise über einen Entladezeitraum zumindest annähernd konstant. Alternativ kann über einen vorgegebenen Entladezeitraum der Zwischenkreiskondensator 20 auch mit einem Entladestrom entladen werden, der auf einem vorbestimmten Leistungsprofil basiert. Beispielsweise kann der Zwischenkreiskondensator 20 auch mit einer zumindest annähernd konstanten Leistung entladen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann darüber hinaus ferner über einen optionalen Schritt 130 verfügen, der die an dem
Zwischenkreiskondensator 20 anliegende Spannung in eine weitere Gleichspannung konvertiert, wobei in dem Schritt 120 zum Entladen des Zwischenkreiskondensators 20 der Zwischenkreiskondensator 20 mittels der konvertierten weiteren Spannung entladen wird. Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators in einem Spannungsumrichter. Hierzu wird der Entladevorgang des Zwischenkreiskondensators durch einen Entladeregler derart gesteuert, dass der Zwischenkreiskondensator über eine elektrische Last mit einem vorgegebenen Entladestrom entladen wird. Der Entladestrom ist dabei vorzugsweise über den Entladezeitraum zumindest annähernd konstant. Auf diese Weise kann eine besonders rasche und effiziente Entladung des Zwischenkreiskondensators ermöglichst werden.

Claims

Ansprüche 1. Vorrichtung (1) zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators (20) in einem Spannungsumrichter (2), mit: einer elektrischen Last (10); und einem Entladeregler (1 1), der dazu ausgelegt ist, den Zwischenkreiskondensator
(20) über die elektrische Last (10) mit einem vorbestimmten Entladestrom zu entladen.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 , mit einem Gleichspannungswandler (12), der dazu ausgelegt ist, eine an dem Zwischenkreiskondensator (20) anliegende Spannung auf ein vorbestimmtes Spannungsniveau zu konvertieren.
3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei der Entladeregler (11) dazu ausgelegt ist, den Gleichspannungswandler (12) an einer vorbestimmten Leistungsgrenze zu betreiben.
4. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Gleichspanungswandler (12) einen Sperrwandler umfasst.
5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, mit einer Mehrzahl von parallel geschalteten Gleichspannungswandlern (12).
6. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 bis 5, wobei der Entladeregler (11) einen Aktivierungsanschluss (A) umfasst, und der Entladeregler (1 1) dazu ausgelegt ist, basierend auf einem an dem Aktivierungsanschluss (A) anliegenden Signal aktiviert oder deaktiviert zu werden.
7. Spannungsumrichter (2), mit: einem Zwischenkreiskondensator (20); und einer Vorrichtung (1) zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
8. Elektrofahrzeug (3), mit: einem Spannungsumrichter (2) nach Anspruch 7; und einem elektrischen Antrieb (24), der von dem Spannungsumrichter (2) gespeist wird.
9. Verfahren (100) zum Entladen eines Zwischenkreiskondensators (20) in einem Spannungsumrichter (2), mit den Schritten:
Bereitstellen (1 10) einer elektrischen Last (10) und eines Entladereglers (11); und Entladen (120) des Zwischenkreiskondensators (20) über die elektrische Last (10) mit einem vorbestimmten Entladestrom durch den Entladeregler (11).
10. Verfahren (100) nach Anspruch 9, wobei der Entladestrom über einen Entladezeitraum zumindest annähernd konstant ist.
1 1. Verfahren (100) nach Anspruch 9 oder 10, mit einem Schritt (130) zum Konvertieren der Spannung an dem Zwischenkreiskondensator (20) in eine weitere Gleichspannung, wobei der Schritt (120) zum Entladen des Zwischenkreiskondensators (20) den Zwischenkreiskondensator (20) mittels der konvertierten weiteren Spannung entlädt.
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